CPT-cAMP restaura la acidificación lisosomal y reduce las convulsiones en ratones con una variante de ATP6V1B2
Antecedentes
El análogo del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) CPT-cAMP, que mejoró las alteraciones de la acidificación lisosomal en células con una variante de ATP6V1B2, también mejoró los indicadores de convulsiones y de comportamiento cognitivo en ratones con la variante. Son resultados preclínicos que exploran el potencial terapéutico en células y animales; el estudio no demostró eficacia terapéutica en personas.
ATP6V1B2 codifica una proteína que forma parte de la ATPasa vacuolar de H+ (V-ATPasa), una bomba de protones que mantiene ácido el interior de los lisosomas. Las variantes patogénicas de este gen pueden asociarse con síntomas neurológicos, como discapacidad intelectual y convulsiones. El equipo analizó datos clínicos de cinco familias de China y estudios publicados anteriormente, e investigó si un fármaco podía aliviar las alteraciones de la acidificación lisosomal en células editadas genéticamente y ratones con la variante.
Hallazgos principales
En los experimentos celulares se utilizaron células HEK293T en las que se introdujo la variante R506X de ATP6V1B2 mediante CRISPR/Cas9. El pH lisosomal medio fue de 4,26 en células de tipo silvestre, 4,59 en células heterocigotas para la variante y 4,90 en células homocigotas para la variante. El aumento del pH indica una menor acidez interna.
El tratamiento con CPT-cAMP redujo el pH lisosomal de las células con la variante de forma dependiente de la concentración. En las células heterocigotas para la variante, el efecto fue significativo a partir de 100 nM; con 1 μM, la reducción máxima fue de 0,7 unidades de pH. Las proteínas relacionadas con la autofagia y las observaciones por microscopía electrónica también respaldaron una mejora de las funciones de degradación y eliminación intracelular.
Los ratones homocigotos para la variante recibieron CPT-cAMP a 20 mg/kg mediante inyección intraperitoneal una vez por semana, desde las 4 hasta las 12 semanas de edad. Durante el registro electroencefalográfico continuo de 72 horas a las 12 semanas de edad, se observaron convulsiones espontáneas en 4 de los 6 ratones que no recibieron CPT-cAMP, mientras que no se detectaron en ninguno de los 6 tratados. En experimentos con una sustancia inductora de convulsiones también disminuyó la gravedad de estas, y se observó una mejora del desempeño en pruebas de reconocimiento de objetos, evitación pasiva y aprendizaje espacial. Estos resultados se limitan a las condiciones experimentales y al período de observación, y no significan que las convulsiones se hayan curado.
Implicaciones y perspectivas
El estudio indica que abordar las alteraciones de la acidificación lisosomal podría ser una posible estrategia terapéutica para trastornos neurológicos relacionados con ATP6V1B2. Sin embargo, las vías detalladas que conectan los cambios de pH observados en células con las mejoras conductuales en ratones requieren más investigación. La explicación de que CPT-cAMP favorece el ensamblaje de la V-ATPasa tampoco puede considerarse un mecanismo demostrado directamente por este estudio.
El pH lisosomal no se midió directamente en el cerebro de los ratones, y no se ha confirmado la reproducibilidad de los resultados en neuronas derivadas de células madre pluripotentes inducidas humanas. Quedan por estudiar la toxicidad a largo plazo, el riesgo de una acidificación excesiva y si el efecto se mantiene con otras variantes de ATP6V1B2.
Fuente: Artículo publicado en Cell Death Discovery.
Pathogenic variants in ATP6V1B2, which encodes a critical subunit of vacuolar-type H+-ATPases (V-ATPases), disrupt lysosomal acidification via haploinsufficiency and clinically manifest as intellectual disability and seizure disorders. Despite significant morbidity, mechanism-based therapies remain an unmet need. Through integrated clinical analysis of a Chinese cohort and systematic literature review, we delineated genotype-phenotype correlations in ATP6V1B2-related syndromes. Isogenic HEK293T models (ATP6V1B2
Estos hallazgos aportan una base para evaluar compuestos candidatos para trastornos neurológicos relacionados con ATP6V1B2 mediante la evaluación conjunta del pH lisosomal y de indicadores de convulsiones y de comportamiento cognitivo. En el desarrollo posterior, podría probarse CPT-cAMP en neuronas generadas a partir de células madre pluripotentes inducidas derivadas de pacientes para comprobar si se reproducen las mejoras de la acidificación y de la función degradativa. Después habría que evaluar la toxicidad de la administración prolongada, una dosis adecuada y los cambios directos del pH dentro del cerebro. Estos resultados por sí solos no permiten establecer una dosis ni la seguridad para pacientes, y los efectos en distintas variantes también deben evaluarse por separado.